Une autre étude montre comment les lumières scintillantes peuvent ralentir (et peut-être même inverser) les symptômes d'Alzheimer

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Pourquoi la stimulation visuelle peut agir contre la maladie d'Alzheimer
De nouvelles découvertes aident à expliquer la découverte surprenante selon laquelle l'exposition à la lumière scintillante réduit les plaques amyloïdes chez la souris.
Écrit par Anne Trafton
Nouvelles du MIT

Il y a plusieurs années, les neuroscientifiques du MIT ont montré qu'ils pouvaient réduire considérablement les plaques amyloïdes observées chez les souris atteintes de la maladie d'Alzheimer simplement en exposant les animaux à une lumière scintillante à une fréquence spécifique.


Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que ce traitement a des effets étendus au niveau cellulaire et qu'il aide non seulement les neurones, mais également les cellules immunitaires appelées microglies. Dans l'ensemble, ces effets réduisent l'inflammation, améliorent la fonction synaptique et protègent contre la mort cellulaire chez les souris génétiquement programmées pour développer la maladie d'Alzheimer.

«Il semble que la neurodégénérescence soit largement empêchée», déclare Li-Huei Tsai, directeur du Picower Institute for Learning and Memory du MIT et auteur principal de l’étude.

Les chercheurs ont également constaté que la lumière scintillante augmentait la fonction cognitive chez les souris, qui fonctionnaient bien mieux aux tests de mémoire spatiale que les souris non traitées. Le traitement a également produit des effets bénéfiques sur la mémoire spatiale chez des souris âgées et en bonne santé.

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Les nouveaux résultats de l'étude ont été publiés en ligne dansNeuroneplus tôt cette semaine. Tsai étude originale sur les effets de la lumière scintillante a montré que la stimulation visuelle à une fréquence de 40 hertz (cycles par seconde) induit des ondes cérébrales appelées oscillations gamma dans le cortex visuel. On pense que ces ondes cérébrales contribuent aux fonctions cérébrales normales telles que l’attention et la mémoire, et des études antérieures ont suggéré qu’elles sont altérées chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer.

Tsai et ses collègues trouvé plus tard que la combinaison de la lumière scintillante avec des stimuli sonores - des tons de 40 hertz - réduisait encore plus les plaques et avait également des effets plus étendus, s'étendant à l'hippocampe et à certaines parties du cortex préfrontal. Les chercheurs ont également découvert des avantages cognitifs des oscillations gamma induites par la lumière et le son.


À gauche, le cerveau d’une souris génétiquement programmée pour développer la maladie d’Alzheimer. À droite, le cerveau d'une souris programmée pour développer la maladie, mais traitée par stimulation visuelle non invasive, montre beaucoup moins de neurodégénérescence.
Photo de Chinnakkaruppan Adaikkan / MIT News

Dans leur nouvelle étude, les chercheurs voulaient approfondir la façon dont ces effets bénéfiques se produisent. Ils se sont concentrés sur deux souches différentes de souris qui sont génétiquement programmées pour développer les symptômes d'Alzheimer. L'un, connu sous le nom de Tau P301S, a une version mutée de la protéine Tau, qui forme des enchevêtrements neurofibrillaires comme ceux observés chez les patients atteints d'Alzheimer. L'autre, connue sous le nom de CK-p25, peut être induite pour produire une protéine appelée p25, qui provoque une neurodégénérescence sévère. Ces deux modèles montrent une perte de neurones beaucoup plus importante que le modèle qu'ils ont utilisé pour l'étude originale du scintillement de la lumière, dit Tsai.

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Les chercheurs ont découvert que la stimulation visuelle, administrée une heure par jour pendant trois à six semaines, avait des effets dramatiques sur la dégénérescence des neurones. Ils ont commencé les traitements peu de temps avant le début de la dégénérescence, dans les deux types de modèles d’Alzheimer. Après trois semaines de traitement, les souris Tau P301S n'ont présenté aucune dégénérescence neuronale, tandis que les souris Tau P301S non traitées avaient perdu 15 à 20 pour cent de leurs neurones. La neurodégénérescence a également été empêchée chez les souris CK-p25, qui ont été traitées pendant six semaines.

«Je travaille avec la protéine p25 depuis plus de 20 ans, et je sais que c'est une protéine très neurotoxique. Nous avons constaté que les niveaux d'expression du transgène p25 sont exactement les mêmes chez les souris traitées et non traitées, mais il n'y a pas de neurodégénérescence chez les souris traitées », explique Tsai. «Je n’ai rien vu de tel. C'est très choquant. '


Les chercheurs ont également constaté que les souris traitées obtenaient de meilleurs résultats dans un test de mémoire spatiale appelé le labyrinthe d'eau de Morris. Curieusement, ils ont également constaté que le traitement améliorait les performances chez les souris plus âgées qui n'avaient pas de prédisposition à la maladie d'Alzheimer, mais pas chez les jeunes souris en bonne santé.

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Pour essayer de comprendre ce qui se passait au niveau cellulaire, les chercheurs ont analysé les changements dans l'expression des gènes survenus chez les souris traitées et non traitées, à la fois dans les neurones et dans la microglie, des cellules immunitaires responsables de l'élimination des débris du cerveau.

Dans les neurones de souris non traitées, les chercheurs ont constaté une baisse de l'expression des gènes associés à la réparation de l'ADN, à la fonction synaptique et à un processus cellulaire appelé trafic de vésicules, qui est important pour le bon fonctionnement des synapses. Cependant, les souris traitées ont montré une expression beaucoup plus élevée de ces gènes que les souris non traitées. Les chercheurs ont également trouvé un nombre plus élevé de synapses chez les souris traitées, ainsi qu'un plus grand degré de cohérence (une mesure de la synchronisation des ondes cérébrales entre différentes parties du cerveau).

Dans leur analyse de la microglie, les chercheurs ont découvert que les cellules de souris non traitées augmentaient leur expression de gènes favorisant l'inflammation, mais les souris traitées ont montré une diminution frappante de ces gènes, ainsi qu'une augmentation des gènes associés à la motilité. Cela suggère que chez les souris traitées, la microglie pourrait mieux lutter contre l'inflammation et éliminer les molécules qui pourraient conduire à la formation de plaques amyloïdes et d'enchevêtrements neurofibrillaires, selon les chercheurs. Ils ont également trouvé des niveaux inférieurs de la version de la protéine Tau qui a tendance à former des enchevêtrements.

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Une question clé sans réponse, sur laquelle les chercheurs étudient actuellement, est de savoir comment les oscillations gamma déclenchent toutes ces mesures de protection, dit Tsai.

«Beaucoup de gens me demandent si la microglie est le type de cellule le plus important dans cet effet bénéfique, mais pour être honnête, nous ne savons vraiment pas», dit-elle. «Après tout, les oscillations sont initiées par les neurones, et j'aime toujours penser qu'ils sont les régulateurs maîtres. Je pense que l'oscillation elle-même doit déclencher des événements intracellulaires, juste à l'intérieur des neurones, et d'une manière ou d'une autre, ils sont protégés.

Les chercheurs prévoient également de tester le traitement chez des souris présentant des symptômes plus avancés, pour voir si la dégénérescence neuronale peut être inversée après son début. Ils ont également commencé des essais cliniques de phase 1 sur la stimulation lumineuse et sonore chez des patients humains.

Réimprimé avec la permission de Nouvelles du MIT

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